[发明专利]基于FPGA的实时并行时延相移波束形成方法

摘要

本发明公开一种基于FPGA的实时并行时延相移波束形成方法，包括：（1）FPGA接收一半期望角度上的波束形成系数并存入相连的SRAM；（2）FPGA接收基阵各阵元接收信号采样数据，存入其第一BlockRAM，并在两组第一BlockRAM中交替读写；从SRAM中读取一组对应波束形成系数逐一存入FPGA一组Q个第二BlockRAM；（3）同时读取Q个第二BlockRAM中的波束形成系数，并根据其包含的时延量选择一个第一BlockRAM中的采样数据，对这两列数据相乘累加得到Q个波束形成结果并存入到Q个锁存器，再分时顺序送出，直到将全部波束形成结果送出；（4）在基阵各阵元接收信号下一采样时刻的采样数据到来时返回执行步骤（2）直至对所接收的全部基阵各阵元接收信号采样数据波束形成处理完毕。

主权项

一种基于FPGA的实时并行时延相移波束形成方法，其特征是，包括以下步骤：（1）利用形状对称的基阵相反角度上的波束形成系数间的对称关系，FPGA通过数据通讯口接收一半期望角度上的波束形成系数数据，再将所接收的波束形成系数数据存入与该FPGA相连的静态存储器芯片中；（2）FPGA通过数据通讯口接收基阵各阵元接收信号的采样数据，提取当前所接收的第n时刻基阵各阵元接收信号的采样数据，其中，n=1,2,……；若n为奇数，则将所提取的采样数据存入FPGA的编号为（1，1）的第一块存储器中，同时将编号为（2，i）的第一块存储器中的数据存入编号为（1，i+1）的第一块存储器中；若n为偶数，则将所提取的采样数据存入FPGA的编号为（2，1）的第一块存储器中，同时将编号为（1，i）的第一块存储器中的数据存入编号为（2，i+1）的第一块存储器中，其中，i=1,2,……P‑1，P为延时量可取值的个数且P≥2；同时，从所述静态存储器中读取一组与所述第n时刻的基阵各阵元接收信号的采样数据对应的各期望角度上的波束形成系数数据，若n为奇数，则将所读取的波束形成系数数据逐一存入FPGA的第一组Q个第二块存储器，且FPGA的第一组的各个第二块存储器所存储的波束形成系数数据的数量相同；若n为偶数，则将所读取的波束形成系数数据逐一存入FPGA的第二组Q个第二块存储器，且FPGA的第二组的各个第二块存储器所存储的波束形成系数数据的数量相同，其中Q为整数且Q≥2； （3）同时读取步骤（2）中相应的Q个第二块存储器中所存入的Q个期望角度上的波束形成系数数据，并根据所读取的各个波束形成系数数据中包含的时延量数据选择一个第一块存储器中的采样数据，用FPGA中的Q个相乘累加器对从所述相应的Q个第二块存储器中读取的波束形成系数数据与所选择的所述第一块存储器中的采样数据进行相乘累加得到Q个期望角度上的波束形成结果，并将所述波束形成结果存入Q个锁存器中，再通过FPGA的数据通讯口将所存储的Q个期望角度上的波束形成结果分时顺序送出，直到将全部期望角度上的波束形成结果送出；（4）在基阵各阵元接收信号的下一采样时刻的采样数据到来时返回执行步骤（2）直至对所接收的全部基阵各阵元接收信号的采样数据波束形成处理完毕。